KECAMATAN SUNGGAL KABUPATEN DELI SERDANG
SKRIPSI
OLEH :
IKA SUNDARI
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ANALISIS KOEFISIEN REMBESAN PADA SALURAN IRIGASI TERSIER
DI DESA SEI BERAS SEKATA DAERAH IRIGASI MEDAN KRIO
KECAMATAN SUNGGAL KABUPATEN DELI SERDANG
SKRIPSI
OLEH :
IKA SUNDARI
100308042/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014
DisetujuiOleh :
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Sumono, MS Achwil Putra Munir, STP, M.Si
ABSTRAK
IKA SUNDARI : Analisis Koefisien Rembesan pada Saluran Irigasi Tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang, dibimbing oleh SUMONO dan ACHWIL PUTRA MUNIR.
Dalam penyaluran air irigasi melalui saluran tersier yang merupakan saluran tanah dapat terjadi kehilangan air, yaitu melalui evapotranspirasi, perkolasi, dan rembesan saluran, sehingga mempengaruhi efisiensi penyaluran air. Serta terjadi kesulitan dalam menentukan nilai koefisien rembesan yang akurat sebagai salah satu faktor terjadinya kehilangan air .
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis koefisien rembesan berdasarkan nilai debit saluran serta faktor-faktor kehilangan air dengan menggunakan rumus empiris pada 2 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kabupaten Deli Serdang.
Hasil penelitian menunjukkan koefisien rembesan pada tepi kanan saluran 1 adalah 8.899,2 mm/hari, tepi kiri saluran 1 adalah 26.697,6 mm/hari, tepi kanan saluran 2 adalah 78.796,8 dan tepi kiri saluran 2 adalah 23.241,6 mm/hari. Efisiensi pada saluran 1 sebesar 73,93% dan pada saluran 2 sebesar 71,03%.
Kata Kunci: Saluran Tersier, Kehilangan Air, Efisiensi Penyaluran, Koefisien Rembesan
ABSTRACT
IKA SUNDARI : Analysis seepage coefficient of tertiary irrigation canals in the Sei Beras Sekata village, irrigation area Medan Krio, Sunggal district of
Deli Serdang, supervised by SUMONO and ACHWIL PUTRA MUNIR.
In the distribution of irrigation water through tertiary canal which is canal ground water loss can occur, through evapotranspiration, percolation, and seepage of the canal, thereby effecting the efficiency distribution of water. And occur difficulty in determining an accurate value of the seepage coefficient as a factor in the loss of water.
This research was aims to analyze the value of the discharge coefficient based canal seepage and water loss factors using empirical formulas in two tertiary canal in the Sei Beras Sekata village, irrigation area Medan Krio, Sunggal district of Deli Serdang.
The results showed seepage coefficient in the right edge of canal 1 is 8899.2 mm / day, the left edge of canal 1 is 26697.6 mm / day, the right edge of canal 2 is 78796.8 and the left edge of canal 2 is 23241.6 mm / day . Efficiency on canal 1 at 73.93% and 71.03% for canal 2.
RIWAYAT HIDUP
Ika Sundari dilahirkan di Medan pada tanggal 02 September 1992 dari
Ayah Syamsul Azhari dan Ibu Suryani. Penulis merupakan anak pertama dari dua
bersaudara.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Medan dan pada tahun 2010
lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional
Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi
Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam IMATETA
(Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian) dan menjabat sebagai Wakil Bendahara
pada tahun 2012/2013 serta menjadi Ketua Umum pada tahun 2013/2014.
Penulis pernah menjadi asisten laboratorium Statistika Industri, Penerapan
Komputer, Termodinamika pada tahun 2013 dan laboratorium perbengkelan serta
laboratorium Teknik Irigasi dan Drainase pada tahun 2014.
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa
Sawit Hulu PTPN II, Kecamatan Sawit Sebrang, Kabupaten Langkat pada tahun
KATAPENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft ini. Adapun
judul dari draft ini yaitu “Analisis Koefisien Rembesan Pada Saluran Irigasi
Tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal
Kabupaten Deli Serdang” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat
melaksanakan skripsi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
kepada bapak Prof. Dr. Ir. Sumono, MS selaku ketua komisi pembimbing
danbapak Achwil Putra Munir, STP, M.Si selaku selaku anggota komisi
pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat
menyelesaikan draft ini.
Penulis menyadari bahwa draft ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga draft ini
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Juli 2014
DAFTAR ISI
Hal.
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR TABEL ... ii
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR LAMPIRAN ... iv
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 2
Kegunaan Penelitian... 3
TINJAUAN PUSTAKA Irigasi... 4
Jaringan Irigasi ... 5
Efisiensi Penyaluran Air ... 6
Tekstur Tanah... 7
Kerapatan Massa Tanah ... 10
Kerapatan Partikel Tanah ... 11
Porositas ... 12
Bahan Organik Tanah ... 14
Debit Air... 16
Evapotranspirasi ... 17
Perkolasi ... 20
Rembesan ... 20
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Rembesan... 24
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ... 25
Bahan dan Alat ... 25
Metode Penelitian... 26
Pelaksanaan Penelitian ... 26
Parameter Penelitian... 29
HASIL DAN PEMBAHASAN Tekstur Tanah... 30
Bahan Organik Tanah ... 32
Kerapatan Massa Tanah ... 32
Porositas ... 33
Kerapatan Partikel Tanah ... 35
Debit Air... 35
Evapotranspirasi ... 36
Perkolasi ... 37
Rembesan ... 37
Efisiensi Penyaluran Air ... 39
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 41
Saran ... 41
DAFTAR GAMBAR
No Hal.
1. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA... 9
DAFTAR TABEL
No Hal
1. Nilai koefisien rembesan ... 24
2. Hasil analisa tekstur tanah ... 31
3. Hasil analisa bahan organik ... 32
4. Hasil analisa kerapatan massa ... 33
5. Hasil analisa kerapatan partikel ... 34
6. Hasil analisa porositas tanah ... 35
7. Hasil pengukuran debit saluran ... 36
8. Hasil pengukuran evapotranspirasi ... 36
9. Hasil pengukuran perkolasi ... 37
11. Hasil pengukuran koefisien rembesan ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
No Hal
1. Flow chart penelitian ... 45
2. Hasil analisa tekstur tanah dan bahan organik tanah ... 46
3. Data iklim bulanan ... 47
4. Skema jaringan irigasi Sei Krio ... 49
5. Skema bangunan irigasi Sei Krio ... 50
6. Perhitungan kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas ... 51
7. Perhitungan debit pada saluran 1 dan saluran 2 ... 58
8. Perhitungan kehilangan air ... 61
9. Perhitungan evapotranspirasi ... 62
10. Perhitungan perkolasi ... 63
11. Perhitungan koefisien rembesan ... 71
12. Perhitungan efisiensi saluran ... 74
13. Lampiran gambar penelitian ... 76
ABSTRAK
IKA SUNDARI : Analisis Koefisien Rembesan pada Saluran Irigasi Tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang, dibimbing oleh SUMONO dan ACHWIL PUTRA MUNIR.
Dalam penyaluran air irigasi melalui saluran tersier yang merupakan saluran tanah dapat terjadi kehilangan air, yaitu melalui evapotranspirasi, perkolasi, dan rembesan saluran, sehingga mempengaruhi efisiensi penyaluran air. Serta terjadi kesulitan dalam menentukan nilai koefisien rembesan yang akurat sebagai salah satu faktor terjadinya kehilangan air .
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis koefisien rembesan berdasarkan nilai debit saluran serta faktor-faktor kehilangan air dengan menggunakan rumus empiris pada 2 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kabupaten Deli Serdang.
Hasil penelitian menunjukkan koefisien rembesan pada tepi kanan saluran 1 adalah 8.899,2 mm/hari, tepi kiri saluran 1 adalah 26.697,6 mm/hari, tepi kanan saluran 2 adalah 78.796,8 dan tepi kiri saluran 2 adalah 23.241,6 mm/hari. Efisiensi pada saluran 1 sebesar 73,93% dan pada saluran 2 sebesar 71,03%.
Kata Kunci: Saluran Tersier, Kehilangan Air, Efisiensi Penyaluran, Koefisien Rembesan
ABSTRACT
IKA SUNDARI : Analysis seepage coefficient of tertiary irrigation canals in the Sei Beras Sekata village, irrigation area Medan Krio, Sunggal district of
Deli Serdang, supervised by SUMONO and ACHWIL PUTRA MUNIR.
In the distribution of irrigation water through tertiary canal which is canal ground water loss can occur, through evapotranspiration, percolation, and seepage of the canal, thereby effecting the efficiency distribution of water. And occur difficulty in determining an accurate value of the seepage coefficient as a factor in the loss of water.
This research was aims to analyze the value of the discharge coefficient based canal seepage and water loss factors using empirical formulas in two tertiary canal in the Sei Beras Sekata village, irrigation area Medan Krio, Sunggal district of Deli Serdang.
The results showed seepage coefficient in the right edge of canal 1 is 8899.2 mm / day, the left edge of canal 1 is 26697.6 mm / day, the right edge of canal 2 is 78796.8 and the left edge of canal 2 is 23241.6 mm / day . Efficiency on canal 1 at 73.93% and 71.03% for canal 2.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam bidang pertanian, air yang dimaksud adalah dalam bentuk
pengairan.Pengairan dilakukan untuk memenuhi kebutuhan air
tanaman.Kebutuhan air tanaman adalah air yang disediakan untuk mengimbangi
air yang hilang akibat evaporasi dan transpirasi.Kebutuhan air di lapangan
merupakan jumlah air yang harus disediakan untuk keperluan pengolahan lahan
ditambah kebutuhan air tanaman(Doorenbos dan Pruit, 1984).
Dalam rangka peningkatan produksi tanaman pangan, pembangunan
sektor pertanian mengutamakan program intensifikasi, ekstensifikasi dan
diversifikasi.Seiring dengan perkembangan teknologi pertanian serta kenyataan
bahwa varietas tanaman modern menuntut pengelolaan air secara tepat guna,
maka seluruh prasarana di daerah-daerah pertanian harus dikembangkan.
Untuk mengatur aliran air dan sumbernya ke petak-petak sawah,
diperlukan pengembangan sistem irigasi di dalam petak tersier.Mengingat
peraturan pemerintah tentang irigasi yang telah memutuskan bahwa tanggung
jawab atas pengembangan dan pengelolaan jaringan utama berada di pihak
pemerintah, sedangkan para pemakai jaringan bertanggung jawab atas
pengembangan dan pengelolaan saluran, pembuang serta bangunan-bangunannya
di petak tersier (Direktorat Jenderal SDA, 2010).
Kebutuhan air irigasi untuk petakan sawah disalurkan melalui saluran
tersier. Dalam penyalurannya, terutama apabila saluran irigasi merupakan saluran
perkolasi, limpasan dan rembesan ke arah maupun sisi tebing saluran, sehingga
mempengaruhi efisiensi penyaluran air. Untuk memperoleh efisiensi penyaluran
air irigasi yang optimum, perlu diketahui besar masing-masing faktor tersebut.
Didalam upaya mengurangi besarnya kehilangan air di lapangan sering dijumpai
kesulitan dalam menentukan besarnya koefisien rembesan/koefisien permeabilitas
yang akurat.
Koefisien permeabilitas tanah (k) digunakan untuk mengetahui besarnya
rembesan pada permasalahan bendungan, saluran irigasi, tanggul tanah,
sumurresapan dan lainnya. Dengan mengkomparasi nilai koefisien permebilitas
antara data lapangan dengan nilai kisaran yang diberikan literatur, maka
diharapkan hasilnya dapat digunakan untuk memprediksi nilai awal koefisien
permeabilitas (Djarwanti, 2008).
Saluran irigasi pada petak tersier atau disebut juga sebagai saluran tersier,
sebagian besar masih merupakan saluran tanah yang peluang terjadinya
kehilangan air pada saluran tersebut cukup besar.
Desa Sei Beras Sekata merupakan salah satu desa yang memanfaatkan air
irigasi Medan Krio, sebagai salah satu desa penghasil beras di Kabupaten
Deli Serdang pada tingkat petak tersier pengelolaan jaringan irigasi diserahkan
kepada petani melalui perkumpulan petani pemakai air (P3A)
(Kementrian Pertanian, 2012). Saluran tersier dibangun sendiri oleh petani
pemakai air dan merupakan saluran tanah. Pada saluran tanah dapat terjadi
kehilangan air yang besar, pengendapan dan penggerusan saluran apabila tidak
dirancang dengan baik. Kehilangan air disebabkan oleh rembesan,
yang kecil dan berakhir pada menurunnya efisiensi penyaluran air pada petakan
sawah, sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan air tanaman padi. Analisis
koefisien rembesan ini akan sangat berguna untuk menghitung kestabilan sebuah
konstruksi akibat dari tanah yang mempunyai kondisi berubah-ubah.
Tujuan Penelitian
Penelitan ini bertujuan untuk menganalisis koefisien rembesan pada
saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kabupaten
Deli Serdang.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan
Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian
lebih lanjut mengenai koefisien rembesan terhadap efisiensi penyaluran air
pada saluran-saluran irigasi.
3. Bagi masyarakat, untuk membantu masyarakat dalam pengelolaan saluran
TINJAUAN PUSTAKA
Irigasi
Pengertian irigasi secara umum yaitu pemberian air pada tanah untuk
memenuhi kebutuhan air tanaman. Tujuan umum irigasi kemudian dirinci lebih
lanjut, yaitu:
1. Menjamin keberhasilan produksi tanaman dalam menghadapi kekeringan
jangka pendek
2. Mendinginkan tanah dan atmosfir sehingga cocok untuk pertumbuhan
tanaman
3. Mengurangi bahaya kekeringan
4. Mencuci/ melarutkan garam dalam tanah
5. Mengurangi bahaya pemipaan tanah
6. Melunakkan lapisan olah dan gumpalan-gumpalan tanah
7. Mencegah pertumbuhan gulma dengan cara pendinginan melalui evaporasi
atau evapotranspirasi
(Pusposutardjo, 2001).
Irigasi adalah usaha penyediaan dan pengaturan air untuk menunjang
pertanian.Dalam pengelolaan irigasi diperlukan jaringan irigasi yang terdiri dari
jaringan utama dan jaringan tersier.Jaringan utama merupakan jaringan irigasi
yang berada dalam satu sistem irigasi mulai dari bangunan utama, saluran
induk/primer, saluran sekunder, dan bangunan sadap serta bangunan pelengkap
lainnya.Saluran primer adalah saluran yang membawa air dari bangunan utama ke
adalah saluran yang membawa air dari saluran primer ke saluran tersier dan
petak-petak tersier yang diairi. Sedangkan jaringan tersier merupakan jaringan irigasi
yang berfungsi sebagai prasarana pelayanan air di dalam petak tersier yang terdiri
dari saluran pembawa disebut saluran tersier, saluran pembagi yang disebut
saluran kuarter dan saluran pembuang (Bunganaen, 2008).
Jaringan Irigasi
Salah satu faktor dari pada usaha peningkatan produksi pangan khususnya
padi adalah tersedianya air irigasi di sawah-sawah sesuai dengan kebutuhan.Jika
penyediaan air irigasi dilakukan dengan tepat dan benar maka dapat menunjang
peningkatan produksi padi sehingga kebutuhan pangan nasional dapat
terpenuhi.Untuk itu jaringan irigasi, baik saluran pembawa maupun saluran
pembuang dan bangunan irigasinya harus dapat beroperasi dengan baik (Saribun,
2007).
Dari segi konstruksi jaringan irigasinya, Pasandaran (1991)
mengklasifikasikan sistem irigasi menjadi empat jenis yaitu :
1. Irigasi sederhana
adalah sistem irigasi yang sistem konstruksinya dilakukan dengan
sederhana, tidak dilengkapi dengan pintu pengatur dan alat pengukur
sehingga air irigasinya tidak teratur dan efisiensinya rendah.
2. Irigasi setengah teknis
adalah suatu sistem irigasi dengan konstruksi pintu pengatur dan alat
pengukur pada bangunan pengambilan saja dengan demikian efisiensinya
3. Irigasi teknis
adalah suatu sistem irigasi yang dilengkapi alat pengatur dan pengukur air
pada bangunan pengembalian, bangunan bagi dan bangunan sadap
sehingga air terukur dan teratur sampai bangunan bagi dan sadap sehingga
diharapkan efisiensinya tinggi.
4. Irigasi teknis maju
adalah suatu sistem irigasi yang airnya dapat diatur dan terukur pada
seluruh jaringan dan diharapkan efisiensinya tinggi sekali.
Efisiensi Penyaluran Air
Kebanyakan air irigasi yang disalurkan ke lahan tidak digunakan secara
keseluruhan oleh tanaman.Hal ini dapat terjadi karena adanya
kehilangan-kehilangan.Jadi, efisiensi irigasi adalah perbandingan antara jumlah air terpakai
(output) dengan jumlah air yang tersedia (input) dalam satuan persen
(Israelsen and Hansen, 1980).
Efisiensi penyaluran air adalah perbandingan antara jumlah air yang
digunakan untuk lahan dengan jumlah air yang tersedia, efisiensi penyaluran
ditulis dalam persamaan berikut:
... (1)
dimana:
Efisiensi penyaluran air
jumlah air yang digunakan untuk lahan
(Israelsen and Hansen, 1980).
Untuk mendapatkan gambaran efisiensi irigasi secara menyeluruh,
diperlukan gambaran menyeluruh dari suatu jaringan irigasi dan drainase mulai
dari bendung, saluran primer, sekunder, tersier.Efisiensi penyaluran di beberapa
daerah irigasi di banyak Negara telah sering dikaji dan merupakan suatu fungsi
dari (a) luas areal daerah irigasi, (b) metode pemberian air (kontinyu atau rotasi)
dan (c) luasan dari unit rotasi.Apabila air diberikan secara kontinyu dengan debit
kurang lebih konstan maka tidak akan terjadi masalah pengorganisasian.
Kehilangan air hanya terjadi karena rembesan dan evaporasi (Sumadyono, 2010).
Kehilangan air di saluran dapat diukur dengan beberapa metode.Salah satu
metode adalah inflow-outflow atau teknik keseimbangan air pada suatu ruas
saluran.Hal ini dapat dilakukan dengan mengukur debit inflow pada hulu saluran
dan debit outflow pada hilr saluran. Efisiensi kehilangan air dinyatakan dengan
persamaan:
...(2)
Efisiensi penyaluran dipengaruhi oleh beberapa faktor yakni (a) kehilangan karena
rembesan, (b) ukuran grup inlet yang menerima air irigasi lewat satu inlet pada
sistem petak tersier, dan (c) lama pemberian air dalam grup inlet.Untuk
mendapatkan efisiensi penyaluran yang wajar, jaringan tersier harus dirancang
dengan baik, dan mudah dioperasikan oleh petani (Sumadyono, 2010).
Tekstur Tanah
Menurut Hillel (1982 dalam Agus, dkk, 2005) tekstur tanah, biasa juga
ditetapkan.Hal ini disebabkan karena tekstur tanah berhubungan erat dengan
pergerakan air dan zat terlarut, udara, pergerakan panas, berat volume tanah, luas
permukaan spesifik (specific surface), kemudahan tanah memadat
(compressibility), dan lain-lain.
Tanah saluran sawah mempunyai tekstur yang hampir seragam yakni
lempung liat berpasir dan lempung liat berdebu.Pola sebaran fraksi tanah pada
masing-masing horizon memberikan ciri yang berbeda yakni semakin dalam jeluk
maka tekstur tanah semakin halus. Perbedaan pola sebaran fraksi tanah ini
mengindikasikan bahwa proses pedogenesis (proses pembentukan tanah) tidak
berjalan sama dan adanya perbedaan faktor lingkungan. Hal ini mungkin
disebabkan karena penggenangan dan pelumpuran yang menyebabkan
partikel-partikel halus dalam lumpur akan bergerak kebawah bersama air perkolasi
sehingga terjadi pemindahan partikel-partikel tanah baik fraksi pasir, debu dan
lempung (Rajamuddin, 2009).
Untuk keperluan pertanian berdasarkan ukurannya bahan padatan tanah
terbagi atas 3 partikel atau yang biasa disebut separat penyusun tanah yaitu pasir,
debu dan liat.Tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah untuk
menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman.
(Islami dan Utomo, 1995).
Pasir memiliki total luas permukaan yang kecil sehingga kemampuan
menyimpan air dan zat hara rendah tetapi daya hantar air cepat.Berbeda dengan
tanah liat yang memiliki total permukaan yang lebih luas setiap gramnya sehingga
sedangkan daya hantar air lambat dan sirkulasi udara kurang lancar.Sama halnya
seperti tanah debu yang mempunyai kapasitas besar untuk untuk menyimpan air,
namun daya hantar air lebih lambat dibandingkan dengan pasir.Tanah dengan
kapasitas terbesar untuk menahan air melawan tarikan gravitasi adalah tanah liat
(Foth, 1994).
Tanah-tanah yang bertekstur pasir, karena butir-butirnya berukuran lebih
besar, maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih kecil
sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara.Tanah-tanah yang
bertekstur liat karena lebih halus maka setiap satuan berat mempunyai luas
permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan
unsur hara tinggi.Tanah-tanah bertekstur halus lebih aktif dalam reaksi kimia
daripada tanah bertekstur kasar (Mustafa, dkk, 2012).
Di alam terutama tanah pertanian secara umum teksturnya tidaklah murni
pasir, liat atau lempung, tetapi kebanyakan adalah kombinasi ketiganya.Secara
lebih rinci tekstur tanah digambarkan dalam segitiga USDA seperti yang terlihat
Gambar 1. Segitiga berstruktur menunjukan batas-batas kandungan pasir, debu dan liat (Foth,1994).
Kerapatan Massa Tanah
Kerapatan massa tanah adalah petunjuk kepadatan tanah dimana semakin
padat tanah maka makin tinggi bulk density yang berarti makin sulit untuk
meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Pada umumnya, bobot isi tanah
berkisar antara 1,1-1,6 g/cm3 (Mustafa, dkk, 2012).
Bulk density merupakan berat per satuan volume tanah kering oven,
dengan satuannya gram per cm3.Pada saat pengambilan sampel tanah harus
dilakukan dengan hati-hati agar struktur alami tanahnya tetap terjaga. Banyak
perubahan yang terjadi pada struktur tanah seperti mengubah keseimbangan ruang
pori tanah dan juga berat per unit volumenya. Empat maupun lebih sampel tanah
biasanya diperoleh dari masing-masing horizon tanah untuk memperoleh nilai
yang akurat.Sampel tanah diambil dilapangan dan dibawa ke laboratorium untuk
dikering ovenkan dan dilakuan penimbangan. Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa tanah (bulk density) dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut:
ρb= ...(3)
dimana: ρb = Kerapatan massa (g/cm3)
Ms = Massa tanah kering (g)
Vt = Volume total tanah (volume ring) (cm3).
Kerapatan Partikel Tanah
Kerapatan partikel tanah didefinisikan sebagai berat tanah kering
persatuan volume partikel-partikel (padat) tanah (jadi tidak termasuk pori tanah).
Jelasnya yang dimaksud tanah disini adalah volume partikel tanahnya saja dan
tidak termasuk volume ruang pori yang terdapat diantara ruang pori
(Hardjowigeno, 2007).
Faktor - faktor yang mempengaruhi kerapatan partikel tanah antara lain :
- Tekstur tanah
Partikel-partikel tanah yang ukuran partikelnya kasar, memiliki nilai berat
jenis yang tinggi misalnya pasir, ukuran pasir lebih besar daripada ukuran
partikel liat sehingga berat jenis pasir lebih tinggi daripada liat.
- Bahan organik
Bahan organik tanah merupakan penimbunan dari sisa-sisa tanaman dan
binatang yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan
kembali.Bahan organik tanah memiliki berat jenis tanah. Semakin banyak
kandungan bahan organik tanah, menyebabkan semakin rendahnya nilai
kerapatan partikel tanah
(Huda, 2010).
Dalam pengertiannya kerapatan partikel tanah terpusat pada salah satu dari
partikel padat tanah.Jadi, particle density merupakan bagian tanah yang tetap dan
tidak berubah dengan banyaknya jarak antar partikel.Particle density didefinisikan
sebagai berat tanah per satuan volume partikel tanah (tanah padat) dengan
satuannya gram per cm3.Untuk tanah mineral nilai particle density sebesar 2.6
perbedaan jenis tanah.Perbedaan hanya terletak pada variasi pengisi tanahnya
yaitu kandungan bahan organik atau komposisi mineral yang terkandung dalam
tanah.Kerapatan partikel tanah dapat dihitung persamaan sebagai berikut:
ρs= ...(4)
dimana : ρs = Kerapatan partikel tanah (g/cm3)
Ms = Massa tanah kering (g)
Vs = Volume partikel tanah (cm3).
(Foth, 1951).
Porositas Tanah
Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang pori kosong) yang dapat
ditempati oleh udara dan air, serta merupakan indikator kondisi drainase dan
aerasi tanah. Tanah-tanah pasir memiliki pori-pori kasar lebih banyak daripada
tanah liat.Tanah yang banyak mengandung pori-pori sulit menahan air tanahnya
akanmudah kekeringan.Tanah liat mempunyai pori total lebih tinggi dari pada
tanah pasir (Hardjowigeno, 2007).
Pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi
oleh udara dan air).Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar dan
pori-pori halus.Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi, sedangkan pori-pori
halus berisi air kapiler atau udara.Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar
lebih banyak daripada tanah liat.Tanah ini sulit menahan air sehingga tanaman
sering mengalami kekeringan.Tanah-tanah liat mempunyai pori total lebih tinggi
dari tanah berpasir. Porosistas dipengaruhi oleh kandungan bahan organik,
dengan struktur granuler atau remah porositas lebih tinggi dibanding yang
berstruktur massif (Mustafa, dkk, 2012).
Untuk menghitung persentase ruang pori perlu diketahui kerapatan massa
tanah (bulk density) dan kerapatan partikel tanah (particle density) memberikan
keseimbangan ruang yang ditempati oleh tanah, dan perbandingan ini dikurangkan
dengan memberikan ruang pori. Ruang pori dalam bentuk persentase ditunjukkan
dengan persamaan :
………..(5)
dimana,
n = persentase ruang pori
ρs = particledensity
= bulk density
(Hansen, dkk, 1992).
Kerapatan massa berbanding terbalik dengan porositas tanah, bila
kerapatan massa tanah rendah maka porositas tinggi dan sebaliknya bila kerapatan
massa tanah tinggi maka porositas rendah dengan ketentuan kerapatan partikel
tananhnya tetap. Pengelolaan lahan juga turut mempengaruhi proses pemadatan
tanah. Dimana partikel halus akan mengisi pori tanah sehingga kerapatan massa
akan semakin besar (Monde, 2010).
Sistem perakaran merupakan faktor lain yang diduga berpengaruh
terhadap tinggi rendahnya nilai porositas tanah. Sistem perakaran tanaman akan
tidak langsung akar-akar tanaman akan mengikat butir-butir tanah, sehingga tanah
menjadi remah (Saribun, 2007).
Pada penjelasan kerapatan massa tanah, ditunjukkan bahwa tanah
permukaan berpasir mempunyai kerapatan massa yang lebih besar daripada tanah
liat. Hal ini berarti bahwa tanah berpasir memiliki lebih sedikit volume yang
diduduki ruang pori. Meskipun demikian, pengalaman sehari-hari mengajarkan
bahwa air biasanya bergerak lebih cepat melalui tanah berpasir dibandingkan
melalui tanah liat.Penjelasan yang kelihatanya bertentangan ini terletak pada
ukuran pori-pori yang terdapat pada masing-masing tanah.Ruang pori total pada
tanah berpasir mungkin rendah, tetapi sebagian besar tersusun dari pori-pori besar
yang sangat efisien untuk pergerakan air dan udara. Persentase volume yang diisi
olehpori-pori kecil pada tanah berpasir adalah rendah yang menjadi penyebab
rendahnya kapasitas penahanan air.Sebaliknya, tanah permukaan yang betekstur
halus mempunyai ruang pori total yang lebih banyak dan relatif sebagian besar
tersusun dari pori-pori kecil sehingga tanah memiliki kapasitas menahan air yang
tinggi (Foth, 1994).
Bahan Organik Tanah
Bahan organik adalah pemantap agregat.Bahan organik merupakan salah
satu bahan penting dalam menciptakan kesuburan tanah, baik secara fisik, kimia
maupun segi biologi tanah. Sumber primer bahan organik adalah jaringan
tanaman setelah mengalami dekomposisi (Hakim, dkk., 1986).
Tanah tersusun oleh bahan padatan, air dan udara.Bahan padatan ini
bisanya menyusun 5% bobot total tanah.Meskipun hanya sedikit tetapi memegang
peranan penting dalam menentukan kesuburan tanah, baik secara fisik, kimiawi
maupun biologis tanah.Komponen tanah berfungsi sebagai media tumbuh, maka
bahan organik juga berpengaruh secara langsung terhadap perkembangan dan
pertumbuhan tanaman dan mikrobia tanah sebagai sumber energi, hormon,
vitamin dan senyawa perangsang tumbuh lainnya (Hanafiah, 2005).
Terdapat kecenderungan adanya korelasi antara kandungan tanah liat
dengan bahan organik pada tanah.Penyediaan air dan hara yang terkombinasi
lebih besar mendukung produksi bahan organik yang lebih banyak pada tanah
yang bertesktur lebih halus.Adanya tanaman juga akan meningkatkan akumulasi
bahan organik pada tanah karena sisa-sisa tanaman akan diurai oleh jasad renik
menjadi bahan organik (Foth, 1994).
Menurut Stevenson (1982, dalam Atmojo, 2003) pengaruh bahan organik
terhadap sifat fisika tanah yang lain adalah terhadap peningkatan porositas
tanah.Porositas tanah adalah ukuran yang menunjukkan bagian tanah yang tidak
terisi bahan padat tanah yang terisi oleh udara dan air. Pori pori tanah dapat
dibedakan menjadi pori mikro, pori meso dan pori makro. Pori-pori mikro sering
dikenal sebagai pori kapiler, pori meso dikenal sebagai pori drainase lambat, dan
pori makro merupakan pori drainase cepat. Tanah pasir yang banyak mengandung
pori makro sulit menahan air, sedang tanah lempung yang banyak mengandung
pori mikro drainasenya kurang baik.Pori dalam tanah menentukan kandungan air
dan udara dalam tanah serta menentukan perbandingan tata udara dan tata air yang
pori yang berukuran menengah dan menurunkan pori makro, dengan demikian
akan meningkatkan kemampuan menahan air.
Adanya bahan organik dalam tanah akan memperbaiki sifat fisik, kimia
dan biologi tanah seperti meningkatkan aktivitas mikroorganisme yang dapat
melepas asam organik yang tersedia dalam tanah, meningkatkan total ruang pori
tanah, menurunkan kepadatan tanah yang dapat menyebabkan kemampuan
mengikat air dalam tanah tinggi (Susanto, 2005).
Debit Air
Debit air adalah suatu besaran yang menyatakan banyaknya air yang
mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter
per detik. Pengukuran debit dapat dilakukan dengan berbagai cara antara
lain:
1. Pengukuran debit dengan bending (sekat ukur)
2. Pengukuran debit berdasarkan kerapatan larutan obat
3. Pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang melintang, dalam hal ini
untuk mengukur kecepatan arus digunakan pelampung atau pengukur arus
4. Pengukuran dengan menggunakan alat-alat tertentu
(Dumairy, 1992).
Pada dasarnya pengukuran debit adalah pengukuran luas penampang basah
dan kecepatan aliran. Rumus yang biasa digunakan sebagai berikut:
Q = V x A ...(6)
dimana: Q = debit air (m3/detik)
A = luas penampang aliran (m2)
(Soewarno, 1991).
Debit air juga dapat diukur secara langsung dengan menggunakan sekat
ukur tipe Cipolleti atau Thomson (Segitiga 90o). Persamaan Cipolleti yang
menunjukkan pengaliran adalah:
Q = 0,0186 LH3/2 ...(7)
dimana Q merupakan debit dalam liter tiap detik, L merupakan lebar ambang dan
H merupakan tinggi muka air pada sekat ukur dalam sentimeter. Untuk sekat ukur
segitiga 90o (tipe Thomson) persamaannya adalah:
Q = 0,0138H5/2...(8)
dimana Q adalah debit (liter per detik) dan H adalah tinggi muka airpada sekat
ukur (sentimeter). Sekat ukur segitiga 90o (tipe Thomson) baik digunakan untuk
pengukuran aliran yang tidak lebih dari 112 l/detik atau aliran dengan debit relatif
kecil, selain itu sekat ukur segitiga 90o (tipe Thomson) juga sangat mudah
konstruksi dan pengaplikasiannya (Lenka, 1991).
Pada alat pengukur Thomson seperti halnya alat pengukur Cipoletti harus
dipasang tegak lurus pada sumbu saluran pengukur.Pemasangan alat pengukur ini
harus betul-betul mendatar, dengan sudut siku-siku di sebelah bawah
(Soekarto dan Hartoyo, 1981).
Evapotranspirasi
Menurut Wallace (1995 dalam Usman, 2004) evapotranspirasi merupakan
gabungan dua istilah yang menggambarkan proses fisika transfer air ke dalam
tumbuhan. Evapotranspirasi merupakan komponen penting dalam keseimbangan
hidrologi.Di beberapa daerah, evapotranspirasi merupakan komponen tunggal
terbesar siklus air.Oleh karena itu, pengetahuan tentang evapotranspirasi penting
dalam manajemen sumberdaya air, pendugaan hasil tanaman, dan dalam
mempelajari hubungan antara perubahan penggunaan lahan dan iklim.
Berkaitan dengan pengaruh suhu pada evapotranspirasi, menerangkan
bahwa penguapan akan meningkat atau menurun dengan suhu tergantung pada
nilai awalnya, apakah lebih besar atau lebih kecil dari radiasi bersih, yaitu pada
apakah permukaan lebih panas atau lebih dingin dari udara (Usman, 2004).
Suhu mempengaruhi evapotranspirasi melalui empat cara menurut
Rosenberg et al (1983 dalam Usman, 2004) yaitu 1) jumlah uap air yang dapat
dikandung udara (atmosfer) meningkat secara eksponensial dengan naiknya suhu
udara. Dengan begitu, peningkatan suhu menyebabkan naiknya tekanan uap
permukaan yang berevaporasi, mengakibatkan bertambahnya defisit tekanan uap
antara permukaan dengan udara sekitar.Keadaan demikian bertahan sepanjang
suplai air mencukupi untuk tercapainya kejenuhan udara dekat permukaan
evaporasi.Karena udara dapat menampung dan membawa uap air lebih banyak
dengan naiknya suhu maka menyebabkan semakin besar defisit tekanan uap
antara udara dengan permukaan, dan permintaan evaporasi udara bertambah
(meningkat) dengan bertambah panasnya udara. 2) Udara yang panas dan kering
dapat energi ke permukaan. Laju penguapan bergantung pada jumlah energi
bahang yang dipindahkan, karena itu semakin panas udara semakin besar gradient
yang lebih panas, akan lebih sedikit bahang terasa (sensible) yang diekstrak dari
udara dan penguapan akan menurun. 3) Pengaruh lainnya suhu udara terhadap
penguapan muncul dari kenyataan bahwa akan dibutuhkan lebih sedikit energi
untuk menguapkan air yang lebih hangat. Jadi untuk masukan energi yang sama
akan lebih banyak uap air yang dapat diuapkan pada air yang lebih hangat. 4)
Suhu juga dapat mempengaruhi penguapan melalui pengaruhnya pada celah
(lubang) stomata daun.
Menurut Michael (1978) salah satu metode yang digunakan untuk
menentukan nilai kebutuhan air tanaman adalah dengan menggunakan metode
Blaney-Criddle.Blaney dan Criddle meneliti besarnya kebutuhan air tanaman
dengan menghubungkan temperatur bulanan rata-rata dengan jam siang hari
bulanan.
Hubungan yang dikembangkan oleh Blaney-Criddle dapat dinyatakan
sebagai berikut:
U =
………...……(9)
dimana: U = Evapotranspirasi bulanan (mm)
K = Koefisien tanaman bulanan
t = Suhu rata-rata bulanan (oC)
p = Persentase bulanan jam hari-hari terang dalam setahun
(Soemarto, 1995)
Menurut Doonrenbos dan Pruitt (1977 dalam Sunarya, 2009)
K = Kt x Kc
dimana: Kc = koefisien tanaman
Kt = Koefisien suhu
Perkolasi
Selain itu perkolasi atau resapan air kedalam tanah merupakan penjenuhan
yang dipengaruhi oleh tekstur tanah, permeabilitas, tebal top soil dan letak
pengukuran air tanah (semakin tinggi letak muka air tanah semakin rendah
perkolasinya) (Sumadyono, 2010).
Salah satu cara menentukan laju perkolasi di lapangan adalah dengan
metode silinder. Pengukuran dengan metode silinder yaitu dengan membenamkan
pipa ke tanah sedalam 30-40 cm, lalu diisi air setinggi 10 cm (h1)
(Harianto, 1987 dalam Sutanto 2006).Laju perkolasi dihitung dengan rumus:
P =
mm/hari ...(11)
dimana: P = Laju perkolasi (mm/hari)
h1-h2 = Beda tinggi air dalam silinder waktu t1 dan t2 (mm)
t1-t2 = Selisih waktu pengamatan air dalam pipa (hari).
Rembesan
Menurut Wesley (1973 dalam Idkham, 2005) permealibitas atau daya
rembesan adalah kemampuan tanah untuk dapat melewatkan air.Air yang dapat
melewati tanah hampir selalu linear, yaitu jalan atau garis yang ditempuh air
merupakan garis dengan bentuk yang teratur (smooth curve).
Tanah terdiri atas butiran-butiran dengan rongga yang saling berhubungan
yaitu air dapat mengalir atau merembes melalui butiran, walaupun dengan
kecepatan yang sangat lambat pada jenis tanah berbutir halus (lempung dan liat).
Rembesan terjadi akibat dari perbedaan potensial energi. Konsep ini sama dengan
konsep aliran air di dalam pipa pada mekanika fluida. Hukum Darcy menyatakan
bahwa kecepatan rembesan dalam tanah sebanding dengan gradien hidrolik dan
dituliskan sebagai :
Volume :q1t = kiAt
q1 = kiA……….(12)
dimana
q1 = debit aliran
I = gradien hidrolik
A = luas penampang aliran
k = sifat fisik tanah yang disebut koefisien rembesan atau koefisien
permeabilitas juga disebut konduktivitas hidrolik.
Gradien hidrolik adalah perbandingan perubahan tinggi hidrolik terhadap jarak
horizontal, yaitu :
i = ………...……….(13)
dimana adalah perubahan tinggi hidrolik dan L adalah jarak perubahan
Gambar 2. Sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan
Menurut Hardiyatmo (1992) hukum Darcy dapat juga diterapkan untuk
menghitung debit rembesan yang melalui struktur bendungan (Gambar 2). Dalam
merencanakan sebuah bendungan, perlu diperhatikan stabilitasnya terhadap
bahaya longsoran, erosi lereng dan kehilangan air akibat rembesan yang melalui
tubuh bendungannya. Berikut adalah cara untuk menentukan rembesan lewat
bendungan dengan cara Dupuit (1863), dimana besarnya rembesan per satuan
panjang arah tegak lurus bidang gambar yang diberikan oleh Darcy pada
persamaan (13) di atas, adalah menganggap bahwa gradien hidrolis (i) adalah
sama dengan kemiringan permukaan freatis dan besarnya konstan dengan
kedalamannya, yaitu i = dz/dx. Maka dapat ditulis,
L = dz/dx
q = k
z
∫ dx = ∫
q =
(H1
2 – H22)
Kalau H2 = 0
q =
H1
2
k = ...(14)
dimana :
q = debit rembesan per satuan panjang bendungan
k = koefisien rembesan
d = jarak mendatar diukur dari titik kontak permukaan air di hulu bendungan
dengan bidang kemiringan bendung hingga dasar lapisan kedap air di hilir
bendungan
H1 = tinggi air di hulu bendungan
H2 = tinggi air di hilir bendungan
(Suprapto, 2003).
Besar rembesan juga dihitung dengan menggunakan rumus:
Rembesan = (Kehilangan Air) – (P + E)...(15)
dimana: Kehilangan Air = Pengurangan debit di hulu dengan debit di hilir
(mm/hari)
P = Perkolasi (mm/hari)
E = Evapotranspirasi (mm/hari).
Beberapa nilai koefisien rembesan pada beberapa jenis tanah dapat dilihat pada
Tabel 1. Koefisien rembesan untuk beberapa jenis tanah
Bahan Koefisien Rembesan
(m/detik) Uraian
Kerikil Dapar dikeringkan
dengan pemompaan, yaitu, air akan keluar dari rongga karena gravitasi.
Pasir kasar 10-2 sampai 10-3 Pasir sedang 10-3 sampai 10-4
Pasir halus 10-5 sampai 10-6
Lanau 10-6 sampai 10-7 Air tidak dapat mengalir keluar dari rongga karena gravitasi
Lempung kelanauan 10-7 sampai 10-9
Lempung 10-8 sampai 10-11 Hampir tidak dapat dirembes air
(Wesley, 2012).
Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Rembesan
Koefisien rembesan (coefficient of permeability) tergantung pada beberapa
faktor, yaitu kekentalan cairan, distribusi ukuran butir pori, kekasaran permukaan
tanah dan derajat kejenuhan tanah. Pada tanah berlempung struktur tanah
memegang peranan penting dalam menentukan koefisien rembesan.Faktor-faktor
lain yang mempengaruhi sifat rembesan tanah lempung adalah konsentrasi ion dan
ketebalan lapisan air yang menempel pada butiran lempung (Vidayanti, 2009).
Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran
pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah
yang mengandung butiran-bituran halus memiliki harga k yang lebih rendah
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari-April 2014
di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal
Kabupaten Deli Serdang, sedangkan analisis tekstur tanah dan bahan organik
tanah dilakukan di Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan Penelitan
Alat penelitian
Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu, tapedigunakan untuk
mengukur panjang saluran, waterpass digunakan untuk mengukur kemiringan
saluran, sekat ukur Segitiga 90o (tipe Thomson) digunakan untuk mengukur debit
saluran, silinder besi untuk mengukur laju perkolasi pada saluran, ring sample
untuk analisis sifat fisik tanah tabung erlenmayer untuk mengukur kerapatan
partikel, kalkulator untuk perhitungan dan alat tulis.
Bahan penelitian
1. Deskripsi jaringan irigasi diperoleh dari Dinas Pengelolaan Sumber Daya
Air (PSDA).
2. Peta jaringan irigasi diperoleh dari Dinas PSDA.
3. Data rata-rata suhu bulanan dan data persentase jam siang hari bulanan
Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan adalah penelitian observasi lapangan
dengan mengukur parameter-parameter yang diteliti dan selanjutnya dilakukan
analisis koefisien rembesan pada saluran tersier Daerah Irigasi Medan Krio.
Pelaksanaan Penelitian
1. Mendeskripsikan saluran irigasi yang meliputi:
a. Letak saluran irigasi
b. Keadaan Iklim
2. Menetapkan lokasi pengukuran saluran irigasi
3. Menghitung efisiensi penyaluran air irigasi dengan cara:
a. Diukur debit air pada pangkal dan ujung saluran dengan sekat ukur
segitiga 900 (tipe Thompson)
b. Dihitung efisiensi penyaluran dengan menggunakan persamaan (1).
4. Luas penampang saluran
a. Dihitung luas penampang salurandengan menggunakan rumus:
a1. Untuk penampang berbentuk Persegi:
A = panjang x lebar
a2. Untuk penampang berbentuk Trapesium:
A = (jumlah sisi sejajar) x tinggi
b. Diukur lebar permukaan tebing yang merupakan batas saluran dan
sawah.
5. Tekstur Tanah
Tekstur tanah dari saluran tersier 1 dan saluran tersier 2 dianalisa di
Laboratorium menggunakan metode hydrometer dengan sampel tanah
kering udara 50 g.Kemudian dari hasil laboratorium ditentukan tekstur
tanah menggunakan segitiga USDA.
6. Kerapatan Massa Tanah
- Diambil tanah dengan ring sampel di dalam dan tepi saluran tersier 1
dan saluran tersier 2.
- Diovenkan tanah selama 24 jam dan di timbang berat tanah kering
oven.
- Diukur diameter dan tinggi ring sampel.
- Dihitung volume ring sampel dengan rumus V = π r2 t
- Dihitung kerapatan massa tanah dengan persamaan (3)
7. Kerapatan Partikel Tanah
- Dimasukkan kedalam erlenmayer tanah kering oven.
- Dipadatkan tanah dengan cara diketuk-ketuk hingga volumenya tetap
dan hasilnya dicatat sebagai volume tanah dalam ml.
- Tanah dikeluarkan dan ditimbang hasilnya sebagai berat tanah.
- Erlenmayer diisi air sebanyak 300 ml dan di catat sebagai volume air.
- Tanah dimasukkan lagi ke dalam gelas ukur dan hasilnya dicatat
sebagai volume air tanah.
- Kerapatan partikel di hitung dengan persamaan (4)
8. Porositas Tanah
9. Bahan Organik
Bahan organik tanah dianalisis di Laboratorium dengan sampel tanah
kering udara.
10.Evapotranspirasi
- Ditentukan temperatur rata-rata bulanan (oC)
- Ditentukan koefisien tanaman menurut jenis tanaman (K)
- Ditentukan persentase lama penyinaran matahari rataan bulanan (oC)
- Dihitung besar evapotransprasi dengan menggunakan persamaan (9)
dan persamaan (10).
11.Perkolasi
- Dibenamkan silinder ke dasar saluran sedalam 30-40 cm
- Dicatat penurunan permukaan air selama 24 jam
- Dilakukan perulangan sebanyak 3 kali
- Dihitung laju perkolasi dengan menggunakan persamaan (11)
12.Rembesan
- Dihitung besar kehilangan air per satuan waktu
- Dihitung nilai rembesan dengan menggunakan rumus:
Rembesan = Kehilangan Air – (Evapotranspirasi + Perkolasi)
- Dihitung nilai rembesan dengan persamaan (14) dan (15)
- Dibandingkan hasil perhitungan dilapangan menggunakan persamaan
Parameter Penelitian
1. Tekstur tanah
Tekstur Tanah dianalisa di Laboratorium.
2. Efisiensi penyaluran air dihitung dengan menggunakan persamaan (1).
3. Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa tanah dihitung dengan menggunakan persamaan (3).
4. Kerapatan partikel tanah
Kerapatan partikel tanah dihitung dengan menggunakan persamaan (4).
5. Porositas
Porositas tanah dihitung dengan menggunakan persamaan (5).
6. Bahan organik tanah
Kandungan bahan organik dianalisa di Laboratorium.
7. Debit
Besarnya debit dihitung dengan menggunakan persamaan (6) dan (8)
8. Evapotranspirasi
Evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan persamaan (9) dan (10).
9. Perkolasi
Perkolasi dihitung dengan menggunakan persamaan (11).
10.Rembesan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Desa Sei Beras Sekata merupakan salah satu desa yang terdapat di
Kecamatan Sunggal, Kabupaten Deli Serdang, Provinsi Sumatera
Utara.Berdasarkan data WKPP Desa Sei Beras Sekata memiliki topografi datar
yaitu kurang dari 5%, berada pada ketinggian 20 mdpl dan jenis tanahnya adalah
alluvial. Berdasarkan data Stasiun Sampali Kabupaten Deli Serdang memiliki
suhu udara rata-rata bulanan 27,31oC dan besar persentase lama penyinaran
matahari bulanan 4,15 %. Batas wilayah Desa Sei Beras Sekata Kecamatan
Sunggal, Kabupaten Deli Serdang adalah sebagai berikut:
Utara : Desa Sunggal Kanan Kecamatan Sunggal
Selatan : Desa Sukamaju Kecamatan Sunggal
Barat : Desa Sukamaju Kecamatan Sunggal
Timur : Desa Tanjung Selamat Kecamatan Sunggal.
Sumber air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air pada jaringan
irigasi ini berasal dari sungai Tanjung Selamat.Jaringan Irigasi ini mengairi lahan
pertanian di 12 desa dan salah satunya adalah Desa Sei Beras Sekata.Desa Sei
Beras Sekata memiliki luas lahan sawah 412 ha, lahan kering 138 ha, tegal kebun
31 ha dan 137 ha pemukiman (PPL Sei Beras Sekata, 2013).
Tektur Tanah
Hasil analisis tekstur tanah pada 2 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata
Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat
Tabel 2. Hasil analisis tektsur tanah
Fraksi
No Lokasi Pasir Debu Liat Tekstur Tanah
(%) (%) (%)
1 Tepi Kanan Saluran I 49,84 27,28 22,88 Lempung Liat Berpasir 2 Tepi Kiri Saluran I 43,84 37,28 18,88 Lempung
3 Bagian Dalam Saluran
I 81,84 11,28 6,88 Pasir Lempung
4 Tepi Kanan Saluran II 53,84 25,28 20,88 Lempung Liat Berpasir 5 Tepi Kiri Saluran II 45,84 29,28 24,88 Lempung
6 Bagian Dalam Saluran
II 53,84 21,28 24,88 Lempung Liat Berpasir
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa tanah pada bagian dalam saluran 1
bertekstur pasir lempung dan saluran 2 bertekstur lempung liat berpasir, bagian
tepi kanan saluran 1 dan saluran 2 bertekstur lempung liat berpasir, bagian tepi
kiri saluran 1 dan saluran 2 bertekstur lempung. Tekstur tanah ditentukan dengan
menggunakan segitiga USDA (Gambar 1).Perbedaan tekstur di masing-masing
bagian saluran dapat dilihat dari perbedaan persentase kandungan fraksi-fraksi di
setiap bagian saluran.
Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa persentasi kandungan fraksi pasir yang
lebih besar terdapat pada bagian dalam saluran I dan bagian dalam saluran II.Hal
ini dapat terjadi karena di dalam saluran air terus mengalir, sehingga terjadi
pengangkutan fraksi-fraksi yang memiliki berat jenis yang lebih ringan dari pada
pasir seperti debu dan liat.Menurut Darmawijaya dalam Huda (2010)berat jenis
pasir lebih besar dari pada berat jenis debu dan berat jenis liat.
Bahan Organik
Hasil analisis bahan organik tanah pada 2 saluran tersier di Desa Sei Beras
Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang
Tabel 3. Hasil analisa bahan organik
No Lokasi % C-Organik (%) Bahan Organik (%)
1 Tepi Kanan Saluran I 0,34 0,59
Tepi Kiri Saluran I 0,21 0,36
Bagian Dalam Saluran I 0,28 0,48
2 Tepi Kanan Saluran II 0,14 0,24
Tepi Kiri Saluran II 0,44 0,76
Bagian Dalam Saluran II 0,10 0,17
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik di bagian tepi
kiri saluran 2 memiliki nilai bahan organik yang paling tinggi dibandingkan
dengan bagian saluran lainnya.Hal ini disebabkan oleh banyaknya tumbuhan yang
tumbuh di bagian tepi saluran tersebut menyebabkan nilai bahan organiknya
menjadi tinggi (Lampiran 13). Menurut Foth (1994) banyaknya tanaman akan
meningkatkan bahan organik pada tanah karena sisa-sisa tanaman dapat diuraikan
oleh jasad renik.
Kerapatan Massa
Pengukuran kerapatan massa tanah pada 2 saluran tersier di Desa Sei
Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli
Serdang dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil analisa kerapatan massa
No Lokasi Kerapatan Massa (g/cm3)
1 Tepi Kanan Saluran 1 1,28
Tepi Kiri Saluran 1 1,19
Bagian Dalam Saluran 1 1,10
2 Tepi Kanan Saluran 2 1,20
Tepi Kiri Saluran 2 1,35
Bagian Dalam Saluran 2 1,33
Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan massa pada kedua saluran
[image:44.595.115.510.528.636.2]Mustafa, dkk (2012) besar kerapatan massa tanah-tanah pertanian bervariasi
sekitar 1,0 g/cm3 sampai 1,6 g/cm3.
Hasil pengukuran kerapatan massayang paling besar terdapat dibagian tepi
kiri saluran 2 dan bagian dalam saluran 2. Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai
liat terbesar berada pada bagian tepi kiri dan bagian dalam saluran 2 sehingga
tanah menjadi lebih padat dari pada bagian saluran lainnya.Menurut
Hardjowigeno (2007) kerapatan massa merupakan petunjuk kepadatan tanah
dimana semakin padat suatu tanah maka akan semakin tinggi kerapatan massanya,
artinya semakin sulit meneruskan air atau ditembus oleh akar.
Kerapatan Partikel
Pengukuran kerapatan partikel tanah pada 2 saluran tersier di Desa Sei
Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli
[image:45.595.116.508.476.587.2]Serdang dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil analisa kerapatan partikel
No Lokasi Kerapatan Partikel (g/cm3)
1 Tepi Kanan Saluran 1 2,34
2 Tepi Kiri Saluran 1 2,19
3 Bagian Dalam Saluran 1 2,88
4 Tepi Kanan Saluran 2 2,65
5 Tepi Kiri Saluran 2 2,33
6 Bagian Dalam Saluran 2 2,60
Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan partikel pada kedua
saluran, bervariasiyaitu kerapatan partikel pada bagian tepi kedua saluran lebih
besar dibandingkan bagian dalam kedua saluran.Hal ini disebabkan oleh ukuran
fraksi tanah. Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa persentase kandungan fraksi pasir
Fraksi pasir memiliki ukuran pori yang lebih besar sehingga kerapatan partikelnya
rendah. Hal ini lah yang menyebabkan kerapatan partikel di dalam saluran lebih
tinggi dibandingkan bagian tepi saluran. Menurut Huda (2010) partikel-partikel
tanah yang ukuran partikelnya kasar, memiliki nilai berat jenis yang tinggi
misalnya pasir, ukuran pasir lebih besar daripada ukuran partikel liat sehingga
berat jenis pasir lebih tinggi daripada liat.
Porositas Tanah
Nilai porositas tanah pada 2 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata
Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat
[image:46.595.117.509.384.492.2]dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil analisa porositas tanah
No Lokasi Porositas (%)
1 Tepi Kanan Saluran 1 50,77
Tepi Kiri Saluran 1 58,68
Bagian Dalam Saluran 1 49,77
2 Tepi Kanan Saluran 2 49,06
Tepi Kiri Saluran 2 48,72
Bagian Dalam Saluran 2 42,92
Dari Tabel 6 diperoleh bahwa porositas tanah di dalam saluran lebih kecil
daripada di tepi saluran. Nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel
mempengaruhi besar porositas tanah. Berdasarkan rumus pada Persamaan 3
kerapatan massa berbanding terbalik dengan porositas tanah dan berbanding lurus
dengan kerapatan partikelnya jika salah satu nya bernilai tetap. Tabel 4
menunjukan nilai kerapatan massa di dalam dan tepi saluran 1 dan saluran 2 yang
cukup berbeda. Berdasarkan hal tersebut maka perbedaan nilai porositas tanah
dari kandungan fraksi liat yang persentasenya tidak merata (Tabel 2), sehingga
nilai porositas tanah di tepi saluran yang lebih besar dari pada di dalam saluran.
Menurut Foth (1994), persentase volume yang diisi oleh pori-pori kecil
pada tanah berpasir adalah rendah yang menjadi penyebab rendahnya kapasitas
penahanan air. Sebaliknya, tanah permukaan yang betekstur halus mempunyai
ruang pori total yang lebih banyak dan relatif sebagian besar tersusun dari
pori-pori kecil sehingga tanah memiliki kapasitas menahan air yang tinggi. Dari tabel
2 dilihat bahwa besarnya kandungan fraksi pasir pada bagian dalam saluran 1 dan
saluran 2 lebih besar dari pada bagian tepinya sehingga diperoleh nilai porositas
yang lebih besar.
Debit Air
Pengukuran debit pada saluran 1 dan saluran 2 dengan menggunakan sekat
ukur tipe Thompson di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio
[image:47.595.110.518.497.546.2]Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil pengukuran debit saluran
No Lokasi Saluran 1(l/det) Saluran 2 (l/det)
1 Hulu 2,42 2,99
2 Hilir 1,79 2,13
Dari Tabel 7 diketahui bahwa debit air pada bagian hulu saluran lebih
besar dibandingkan dengan bagian hilir. Hal ini disebabkan karena terjadi
kehilangan air yang disebabkan oleh evapotranspirasi, perkolasi dan rembesan
Evapotranspirasi
Pengukuran evapotranspirasi dengan menggunakan data BMKG Sampali
di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal
[image:48.595.113.504.222.269.2]Kabupaten Deli Serdang dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil pengukuran evapotranspirasi
No Lokasi Evapotranspirasi (mm/hari)
1 Saluran 1 2,64
2 Saluran 2 2,82
Dari Tabel 8 dapat dilihat perbedaan evapotranspirasi pada saluran 1 dan
saluran 2.Jumlah evapotranspirasi pada saluran 2 lebih besar daripada saluran 1.
Hal ini disebabkan adanya perbedaan jenis tumbuhan dan tahapan pertumbuhan
tanaman yang tumbuh di tepi kedua saluran, dimana tumbuhan tersebut memiliki
nilai kebutuhan air yang berbeda. Nilai koefisien tanaman jagung pada saluran 2
adalah 0,96 sedangkan nilai koefiseien rumput-rumputan pada saluran 1 adalah
0,85.
Pada saat penelitian dibagian tepi saluran 2 dipenuhi oleh tumbuhan jenis
rumput-rumputan dan tanaman jagung, sedangkan pada saluran 1 hanya
ditumbuhi rumput-rumputan dalam jumlah sedikit (Lampiran 13). Adanya
tanaman di sekitar saluran akan mempengaruhi besar kehilangan air. Adanya
tanaman akan meningkatkan jumlah evapotranspirasi. Tanaman disekitar saluran
juga akan menyerap air dari saluran untuk pertumbuhannya sehingga kehilangan
Perkolasi
Pengukuran perkolasi pada saluran 1 dan saluran 2 dengan menggunakan
ring perkolasi di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan
[image:49.595.112.506.222.279.2]Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil pengukuran perkolasi N
o Lokasi Perkolasi(mm/hari)
1 Saluran 1 11,45
2 Saluran 2 6,33
Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa laju perkolasi pada saluran 1 lebih besar
dari pada saluran 2. Kandungan pasir pada tanah mempengaruhi besar air yang
lolos akibat perkolasi.Tanah pasir memiliki daya daya hantar air yang lebih cepat
tetapi kemampuan menyimpan air dan zat hara rendah.Analisis sifat fisik tanah
pada Tabel 2 menunjukan bahwa persentase kandungan pasir pada bagian dalam
saluran 1 lebih besar dari pada saluran 2, sedangkan persentase debunya saluran 1
memiliki kandungan debu yang lebih sedikit daripada saluran 2.
Rembesan
Pengukuran rembesan pada saluran 1 dan saluran 2 di Desa Sei Beras
Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang
dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Hasil pengukuran koefisien rembesan N
o Lokasi Koefisien Rembesan (mm/hari)
1 Tepi Kanan Saluran
1 8.899,2
2 Tepi Kiri Saluran 1 26.697,6
3 Tepi Kanan Saluran
2 78.796,8
[image:49.595.119.509.636.754.2]Dari Tabel 10 dapat dilihat bahwa nilai koefisien rembesan tiap bagian
saluran berbeda.Saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan
Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang yang terbuat dari saluran tanah
merupakan penyebab utama terjadinya kehilangan air yang besar akibat rembesan.
Pada Tabel 10 juga dapat dilihat bahwa jumlah rembesan yang terjadi pada
saluran 2 lebih besar dari pada saluran 1. Hal ini disebabkan oleh ukuran saluran
yang berbeda serta komposisi fraksi pasir pada bagian tepi kanan dan tepi kiri
saluran 2 lebih besar dibandingkan dengan tepi kanan maupun tepi kiri saluran 1,
sehingga air akan mudah lolos melalui tepi saluran tersebut. Kehilangan air yang
disebabkan rembesan saluran mengakibatkan mengakibatkan rendahnya efisiensi
pengairan.
Tabel 10 merupakan hasil pengukuran nilai koefisien rembesan pada
saluran irigasi tersier Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Medan Krio
Kecamatan Sunggal KabupatenDeli Serdang.Terdapat perbedaan nilai koefisien
rembesan di bagian tepi kiri dan tepi kanan saluran 1.Tepi kanan saluran 1 lebih
rendah nilai koefisien rembesannya dari pada tepi kiri saluran 1 karena porositas
tanah pada tepi kanan saluran 1 lebih rendah dari pada tepi kanan saluran 1
(Tabel 6), sehingga ruang pori yang tersedia untuk menyerap air lebih banyak di
bagian tepi kiri saluran 1.
Pada saluran 2 terdapat perbedaan nilai koefisien rembesan antara tepi
kanan dan tepi kiri saluran. Hal ini terjadi karena nilai porositas bagian tepi kanan
sehingga ruang pori yang tersedia untuk menyerap air lebih banyak ada pada
bagian tepi kanan saluran daripada bagian kiri saluran.
Dari Tabel 9 dan Tabel 10 jika dibandingkan nilai rembesan dibagian
kanan saluran, bagian kiri saluran serta bagian dalam saluran (perkolasi) diperoleh
data yang sangat berbeda. Hal ini dapat terjadi karena dibagian dalam saluran
sudah terjadi pemadatan tanah yang cukup lama, sehingga nilai rembesan di
bagian dalam saluran tersebut lebih kecil dari pada dibagian tepi kanan maupun
tepi kiri saluran.
Perbedaan yang relatif besar pada nilai koefisien rembesan pada tiap
saluran, dimana bagian tepi kiri saluran 1 lebih besar dari pada tepi kanan saluran
1 dan bagian tepi kanan saluran 2 lebih besar dari pada bagian tepi saluran 1. Hal
ini juga dipengaruhi oleh nilai d (nilai jarak mendatar dari titik kontak permukaan
air di hulu bendung dengan bidang kemiringan bendung), nilai debit rembesan per
satuan panjang bendung serta nilai ketingian muka air saluran. Nilai d (nilai jarak
mendatar dari titik kontak permukaan air di hulu bendung dengan bidang
kemiringan bendung) berbanding lurus dengan nilai koefisien rembesan, semakin
besar nilai d maka nilai koefisien rembesan akan semakin besar juga. Nilai debit
rembesan per satuan panjang juga berbanding lurus berbanding lurus dengan nilai
koefisien rembesan, semakin besar nilai debit rembesan maka nilai koefisien
rembesan akan semakin besar. Dan nilai ketinggian muka air saluran berbanding
terbalik dengan nilai koefisien rembesan, sehingga semakin besar nilai ketinggian
muka air saluran maka nilai koefisien rembesan akan semakin kecil.
Besar efisiensi pada saluran 1 dan saluran 2 di Desa Sei Beras Sekata
Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat
Tabel 11. Efisiensi saluran tersier
No Lokasi Jarak Pengukuran Efisiensi (%)
1 Saluran 1 30 m 73,93
Saluran 2 30 m 71,03
Dari Tabel 11 dapat dilihat bahwa pada jarak saluran yang sama yaitu 30
m efisiensi yang dihasilkan berbeda. Hal ini terjadi karena efisiensi irigasi
didasarkan pada jumlah air yang hilang di saluran, yang meliputi evapotranspirasi,
perkolasi maupun rembesan yang berakibat terhadap rendahnya efisiensi
penyaluran air.
Menurut Direktorat Jendral Pengairan (2010) efisiensi irigasi yang baik
pada tingkat tersier adalah 80% - 87,5%. Pada Tabel 11 diperoleh nilai efisiensi
saluran 1 dan saluran 2 menghasilkan efisiensi yang masih kurang memenuhi
kriteria hal ini terjadi karena kurangnya perawatan terhadap saluran irigasi,
perlunya dilakukan pencegahan untuk kehilangan air sepanjang saluran irigasi
tersier dengan menggunakan bahan kedap air untuk pelapisan dinding saluran
(misalnya beton) sehingga kehilangan air akibat rembesan, evapotranspirasi serta
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Berdasarkan analisis tekstur tanah, tanah pada bagian tepi kanan saluran 1 dan
saluran 2 bertekstur lempung liat berpasir, bagian tepi kiri saluran 1 dan
saluran 2 lempung, bagian dalam saluran 1 bertekstur pasir lempung dan
bagian dalam saluran 2 bertekstur lempung liat berpasir.
2. Efisiensi penyaluran air yang dihasilkan masih kurang memenuhi kriteria, yaitu
pada saluran 1 sebesar 73,93% dan pada saluran 2 sebesar 71,03%.
3. Nilai koefisien rembesan pada saluran irigasi tersier Desa Sei Beras Sekata
Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang yaitu
pada tepi kanan saluran 1 adalah 8.899,2 mm/hari, tepi kiri saluran 1 adalah
26.697,6 mm/hari, tepi kanan saluran 2 adalah 78.796,8 dan tepi kiri saluran 2
adalah 23.241,6 mm/hari.
4. Nilai koefisien rembesan bagian tepi kanan, kiri dan dalam saluran yang
dihasilkan sangat bervariasi berdasarkan debit rembesan per satuan panjang,
jarak vertikal bedengan sawah, kerapatan massa tanah serta pengaruh
ketinggian muka air pada sawah dan saluran.
Saran
Untuk penelitian selajutnya perlu:
1. Memperhatikan waktu penjadwalan pemberian air irigasi ke saluran yang akan
digunakan.
2. Untuk membandingkan debit atau efisiensi pada kedua saluran perlu diukur
DAFTAR PUSTAKA
Agus, F., Yusrial dan Sutono, 2005. Penuntun Analisa Fisika Tanah. Lembaga Penelitian Tanah, Bogor.
Atmojo, S. W, 2003. Peranan Bahan Organik Terhadap Kesuburan Tanah dan Upaya Pengelolaannya. Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Bunganaen.W, 2008.Analisis Efisiensi Dan Kehilangan Air Pada Jaringan Utama Daerah Irigasi Air Sagu.Universitas Undana, Sulawesi.
Craig, R. F., 1987. Mekanika Ta
